Подвеска с поперечной рессорой

Поперечная рессора воспринимает силы во всех направлениях и поэтому может заменить собой два рычага и пружины. Эта конструкция проста, не требует больших затрат и раньше часто применялась для передних колес. Из-за недостатка рессоры — ее повышенной податливости — она устанавливалась только в малонагруженных передних подвесках легких заднемоторных легковых автомобилей, таких, например, как мод. 500, 126, 133 фирмы «Фиат», хСимка 1000» и «Сеат 850» . На всех этих автомобилях применялась рессора с двухточечным креплением, которая при разноименном ходе имеет большую жесткость, чем при равностороннем, и благодаря этому заменяет собой также стабилизатор с деталями его крепления.

На 5.32 показаны силы и эпюра изгибающего момента при статической предварительной нагрузке FF. В средней части рессоры между точками D момент MF=bF имеет постоянную величину, т. е. толщина рессоры здесь не должна меняться. Ступенчатую форму имеют только концы рессоры. При равностороннем ходе концевые плечи и середина рессоры принимают форму дуги; таким образом, рессора во всем диапазоне работает с предусмотренной жесткостью. При движении на повороте происходит дополнительное нагружение рессоры с наружной стороны силой + FF при одновременном разгружении с внутренней. В результате одно плечо отжимается вверх, в то время как другое перемещается вниз. На среднюю часть рессоры действует момент переменного направления, который стремится изогнуть ее в форме буквы S. Так как средняя часть рессоры имеет постоянную толщину, то деформация ее мала, т. е. жесткость при разноименном ходе больше, чем при равностороннем. Соотношение между ними определяется расстоянием е между опорными точками D: чем оно больше, тем сильнее различаются указанные жесткости.

Однако увеличение размера е ограничено тем, что длина рессоры в распрямленном состоянии bFg=е + 2bF не должна превышать передней колеи bv. Чем больше расстояние е, тем короче боковые плечи bF, поэтому в них возникают большие напряжения. Желательно, чтобы такая рессора состояла из большого числа тонких листов, но тогда она стала бы дороже, тяжелее и имела бы повышенное собственное трение.

Недостатком рессор с двухточечным креплением является податливость в точках крепления под действием сил в контакте колеса с дорогой. Изменение длины средней части рессоры при ходах сжатия и отбоя требует эластичных опор и в точках D. Они обнаруживают податливость и под действием боковых сил на повороте, в результате увеличивается положительный развал на наружном колесе и отрицательный — на внутреннем. Реакция F0 на нижнем колесном шарнире примерно в два раза больше, чем в верхней точке Е. По этой причине фирма «Форд» на первом своем переднеприводном автомобиле 12М/Р4 поместила рессору вверху. Так же поступила фирма «Аутобьянчи» на выпускавшейся до 1975 г. мод. А111, так как большая нагрузка на переднюю ось не допускала другого выбора. В отличие от этого, фирма «Фольксваген» хотела исключить любую податливость и, кроме того, применить на многоцелевом легковом автомобиле «Ильтис» одинаковую поперечную рессору в передней и задней подвесках. Поэтому здесь применено центральное крепление рессоры к раме.

Фирма «Опель» с 1963 по 1973 г. на автомобилях «Кадет» мод. А и В устанавливала рессору с двухточечным креплением нижнего расположения только для восприятия вертикальных сил; боковые и продольные силы воспринимаются дополнительными рычагами (рис. 5.36). Эта технически безупречная и экономически выгодная конструкция имеет еще одно преимущество, а именно, очень простую узкую поперечину подвески, которая приворачивается непосредственно к лонжеронам кузова. В общем получается очень компактная конструкция.

Рис. 5.32. Эпюра изгибающих моментов поперечной рессоры с креплением в точках D к кузову или раме. Здесь FDz=FF

Рис. 5.36Передняя подвеска автомобилей «Опель-кадет» мод. А и В с поперечной рессорой, закрепленной в двух точках и оказывающей стабилизирующее действие; дополнительные нижние рычаги воспринимают боковые и продольные силы. Эти рычаги, служащие силовым центром, воспринимают концы рессоры и амортизаторы, а также силы, создаваемые расположенными над ними буферами сжатия. Вместе с поперечиной и реечным рулевым управлением вся конструкция образует очень компактный агрегат, который простым способом крепится на лонжеронах кузова. Кроме того, такая конструкция позволяет отрегулировать правильное положение колес еще при подсборке.